JP2004279941A

JP2004279941A - Toner cartridge, image forming apparatus, and toner recycling method

Info

Publication number: JP2004279941A
Application number: JP2003074115A
Authority: JP
Inventors: Takahiko Kimura; 登彦木村; Terutaka Sudo; 輝敬須藤; Toshio Nishino; 俊夫西野; Masanori Matsumoto; 雅則松本
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2003-03-18
Filing date: 2003-03-18
Publication date: 2004-10-07

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a toner cartridge of simple constitution that enables collected toner to effectively be used without lowering picture quality and can be fitted to a developing device nearly horizontally. <P>SOLUTION: This toner cartridge 8 is freely attached to and detached from a developing unit 4 and can be loaded nearly horizontally, and a supplementary toner storage part 93 and a collected toner storage part 92 are divided with a partition wall 90 at a specified ratio along the shaft of a toner supply roller 47; and unused toner and collected toner are agitated and supplied at a specified ratio from the supplementary toner storage part 93 and collected toner storage part 92 to the toner supply roller 27. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は画像を転写した後に、感光体上に残留するトナーをクリーニングして回収トナー（リサイクルトナー）としてトナーカートリッジ内に回収して再使用に供せるようにしたトナーカートリッジ、画像形成装置及びトナーリサイクル方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば電子写真方式を利用する画像形成装置において、静電潜像担持体上に形成された静電潜像を現像するために使用されたトナーは、通常、大部分が転写紙に転写され画像を形成するために消費されるが、一部は静電潜像担持体上に残留する。しかも環境条件等によって、例えば高温高湿環境下では、転写効率が低下してさらに多くのトナーが静電潜像担持体上に残留する。
【０００３】
また、静電潜像以外の像担持体面上に付着し、転写されなかった微量のトナーも静電潜像担持体面上に残留する。この他にも、種々の作像プロセス条件、例えばトナー濃度を制御するプロセスコントロールのために静電潜像担持体面上に形成した基準濃度パターンのトナー像も、同様に転写されずに静電潜像担持体上に残留する。
【０００４】
従来、このような残留トナーを有効に再利用するために、クリーニング装置で回収して現像器（現像手段）に搬送したり、クリーニング装置の代わりに現像器にクリーニング動作をも行わせる等して、転写されずに静電潜像担持体上に残留したトナーを現像器で再利用する方法が提案されている。
【０００５】
このようなクリーニング装置によって回収されたトナー（以下、回収トナーという）を再利用するために、例えば、図１に示すように、像担持体１００に臨設したクリーニング装置１０６から回収トナー搬送装置１０７を経由させて現像器１０３の上部に回収トナーを循環させるようにした構成や、図２に示すように、現像器１０３の上部に着脱自在に装着されたトナー補充容器１０４内の回収現像剤収納部（図示省略）に回収トナーを搬送・供給して混合するようにした構成等も提案されている（例えば、特許文献１参照）。尚、図１，図２にて、１０１は帯電器、１０２は画像情報を反映したレーザー光、１０３ａはトナー供給ローラ、１０３ｂは撹拌ローラ、１０５は転写器、Ｐは用紙である。
【０００６】
ところで、上述のように、回収されて再使用に供されるトナーは、未使用トナーに比べて、トナーの物性（特性）が変化している。例えば、回収トナー中に、クリーニング時に像担持体１００上から一緒に回収された紙粉等のトナー以外の異物や、凝集したトナー等が混入してしまっていたり、また、回収トナーが未使用トナーと比較して小粒径化してしまっていたりする。
【０００７】
さらに、何度も画像形成プロセスを経て劣化して帯電しにくくなったり、逆帯電トナーが含まれるようになったり、転写チャージ等の負荷を受けて、その摩擦帯電能力が低下してしまっていたり、回収トナーの粉体特性としての流動性が低下してしまっていたりすることもある。
【０００８】
したがって、回収トナーと未使用トナーとを混合して利用する場合、トナー濃度の均一性やトナー電荷量の安定性等を維持することが困難であり、一度に多くの回収トナーを現像器１０３内に補給すると、画像以外の地肌部にトナーが多く付着して地肌汚れや粒状汚れが発生したり、現像器１０３からトナー飛散が発生したりしやすくなるという問題が発生する。
【０００９】
また、トナー補充容器１０４に収容されている未使用トナーと回収トナーがトナー補充容器１０４の内部で混合攪拌され、トナーが残り少なくなるにつれ容器内部のトナーの回収トナー含有率が増加し、トナーエンド直前の含有率は５０％以上にまで達する。このため、回収トナーによる地肌かぶりの増加等による画像品質の低下が問題となる。
【００１０】
さらに、例えば、図３に示すように、現像器１０３の上部に、未使用トナーを収納するトナー補充容器１０４とは別に、回収トナー収容装置１１４を設け、該トナー補充容器１０４からの未使用トナーの補給量と、該回収トナー収容装置１１４からの回収トナーの補給量とを適宜調整するように制御するようにした静電記録装置も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【００１１】
このような構成によれば、現像器４内に補給される未使用トナー量と、回収トナー量の比率を一定に保つことは可能である。しかし、そのためには、未使用トナー補給量に応じて、回収トナーの補給量を制御するための制御装置が新たに必要となる。
【００１２】
また、図１ないし図３に示した構成では、クリーニング位置と現像位置がほぼ水平な対応位置にあるため、トナーをリサイクルするためには、回収したトナーを一旦現像器よりも高い位置に運び上げる必要があり、そのために、より多くのエネルギーが必要とされる。また、その搬送過程でトナーがパッキングして凝集してしまうと言う問題もあった。
【００１３】
そこで、本出願人は、新たな制御装置を必要とすることなく、回収トナーと未使用トナーを所定の比率で撹拌補給できる画像形成装置を提案している（特許文献３参照）。この画像形成装置の現像手段は、回収現像剤および未使用現像剤をそれぞれ別々に収容するケーシング内でそれぞれ撹拌部材によって撹拌された回収現像剤および未使用現像剤を、現像ローラの軸線方向中央部に対応する撹拌部材の中央領域に供給するための供給手段を備えたことを特徴としている。このような構成によれば、別途、制御装置を必要とすることなく、回収トナーと未使用トナーの比率を一定に保つことができる。
【００１４】
また、従来の複写機では、例えば、図４に示すように、装置本体のケーシング上部にスキャナ部１２０、ケーシング内に画像形成部１３０が配置され、スキャナ部１２０において原稿の読み取りを行い、その読み取った画像情報に基づいて画像形成部１３０にて記録用紙に画像を転写して定着を行った後、ケーシング外に設けた排紙トレイ１４０に記録用紙の排出を行うように構成される。
【００１５】
このような複写機においては、ケーシング側面に突出した状態で排紙トレイ１４０が取り付けられるため、複写機の実際の設置スペースは、非常に広い面積が必要となる。そこで、設置スペースを抑えるために、スキャナ部と画像形成部との間に空間を形成するよう支持枠により排紙トレイを支持させ、排紙トレイを前記空間に配置することで、設置スペースを減少させるようにした構成が開示されている（例えば、特許文献４参照）。
【００１６】
【特許文献１】
特開平６−１９３１２号公報（「００４０」〜「００４５」、図１）
【特許文献１】
特開昭６０−４１０７９号公報（図１）
【特許文献３】
特開２０００−１６２８５８号公報（「００６８」〜「００７０」、図３）
【特許文献４】
特許第２８４６４３５号公報（第１図）
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献３に記載の構成では、新たな制御装置を必要としないが、撹拌されたトナーがトナー補給口から現像装置に対して中央の一箇所からのみ補給（１点補給）されることとなる。そのため、現像装置の中央領域のトナー濃度が他に比べて異常に高くなってしまう。
【００１８】
このようなことから、１点補給されたトナーを現像装置内で均一に撹拌し、現像ローラの軸方向に同一濃度となるようにするためには、現像装置内に新たな撹拌機構が必要となり、現像装置が大きくなってしまう問題点もある。さらに、上述のような過度の撹拌によって、トナーの寿命が短くなると言う問題もある。また、未使用トナー、回収トナーが両方から補給口に向かってくるため、補給口付近でトナーがパッキングして補給できなくなる可能性もある。
【００１９】
一方、特許文献４に記載の複写機のように、省スペース化された構成では、例えば、図５に示すように、画像形成部１３０における記録用紙の搬送経路１３１が垂直方向となり、クリーナ１０６が像担持体１００の上部に配置される。このような構成では、装置をコンパクト化するために、現像装置１０３の上部にトナーカートリッジ１０４を設けると、露光装置１１０から像担持体１００への露光を妨げてしまう。
【００２０】
したがって、図示のように、トナーカートリッジ１０４は、現像装置１０３とほぼ水平に近い位置に設置するのが好ましい。しかしながら、特許文献３に記載された構成では、トナーカートリッジ１０３を現像装置１０３の上部に設ける必要があるため、図５に示すような構成の画像形成装置には適用することができない。
【００２１】
本発明は、このような実情に鑑みてなされ、画質を低下させることなく、回収トナーを有効に利用することができ、かつ、現像装置に対して略水平に取り付けることができる構成が簡易なトナーカートリッジ、画像形成装置及びトナーリサイクル方法を提供することを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述の課題を解決するための手段を、以下のように構成している。
【００２３】
（１）トナーを収納する筺体と、像担持体に臨設されたクリーニング装置から回収される回収トナーを前記筺体内に導入する導入口と、現像器にトナーを供給するために、前記筺体内に設けられるトナー供給ローラと、未使用トナーを収容するために、前記筺体内に設けられる補充トナー収容部と、前記導入口から導入した回収トナーを収容するために、前記筺体内に設けられる回収トナー収容部と、を備え、
前記補充トナー収容部と、前記回収トナー収容部とが、仕切り壁によって、前記トナー供給ローラの軸方向に所定の比率で分割されることを特徴とする。
【００２４】
この構成においては、現像器に対して、トナー供給ローラの軸方向に分割された補充トナー収容部と回収トナー収容部の割合（比率）に応じて（比例して）、回収トナーと補充トナーが供給されるため、回収トナーの割合が増加して、画質が低下するような問題が発生しない。また、特別な制御装置を必要としないため、トナーカートリッジのコストを低減できる。
【００２５】
また、補充トナー収容部と回収トナー収容部がトナー供給ローラの軸方向に臨むように筺体内に設けられているので、現像器に対してトナー供給ローラの軸方向にトナーが満遍なく供給されるため、現像器内での無理な撹拌が防止され現像剤の長寿命化を図ることができる。
【００２６】
さらに、トナーカートリッジを、現像器に対して略水平方向に装着することができるため、画像形成装置に装着した場合に、トナーカートリッジが、露光装置から像担持体への露光の妨げになることがなく、上下方向の省スペース化を図ることができる。
【００２７】
（２）前記仕切り壁によって分割される前記補充トナー収容部と、前記回収トナー収容部と、の比率が、前記像担持体における転写効率を基準とした所定の設定されることを特徴とする。
【００２８】
転写効率（ｔｒａｎｓｆｅｒｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）は、像担持体上に形成された静電潜像を現像るために使用されたトナーの重量に対して、用紙等に転写されたトナーの重量の比率（割合）を指し、通常、９０〜９５％程度である。
【００２９】
この構成においては、仕切り壁によって分割される補充トナー収容部と、回収トナー収容部と、の比率が、転写効率を基準とした所定の値（機種等に応じて最適な値）に設定される。従って、トナー供給ローラに供給されるトナー中の未使用トナーの割合が、９０〜９５％内の所定の値となるため、トナー供給ローラに供給される回収トナーの割合が５〜１０％内の所定の値に規制される。
【００３０】
そのため、常に、一定の割合で回収トナーと未使用トナーが供給されるため、良好な画質を安定に維持することができる。すなわち、回収トナーの割合が増加して回収トナー収容部から補充トナー収容部へ回収トナーがオーバーフローし、未使用トナーと混合されることにより、トナー供給ローラへ供給される未使用トナーの割合が低下して、画質が低下するような問題がなくなる。
【００３１】
（３）前記導入口から導入した回収トナーを前記トナー供給ローラの中央部へ搬送し、該トナー供給ローラ近傍で未使用トナーと撹拌混合する撹拌搬送部材を設けたことを特徴とする。
【００３２】
この構成においては、撹拌搬送部材により、現像器に供給される前に予め回収トナーと未使用トナーが混合されるため、現像器内での撹拌は従来に比べソフトな撹拌でよくなり、現像剤の長寿命化を図ることができる。
【００３３】
しかも、トナー供給ローラの中央部で回収トナーと未使用トナーを撹拌して現像器に供給するため、撹拌されたトナーがトナー供給ローラの両側方向に均等に分散され、トナー供給ローラの軸方向で画質の違いが生じるのを防止することが出来る。
【００３４】
（４）前記補充トナー収容部と、前記回収トナー収容部と、が前記仕切り壁の上部で、連通していることを特徴とする。
【００３５】
この構成においては、未使用トナーの収容量が仕切り壁を超えると、回収トナー収容部に流入し、トナー供給ローラへ回収トナーが送られる前に、未使用トナーが回収トナーと混合することにより、回収トナーが希釈され、ほぐされ、現像器へ補給されるトナーの回収トナーの偏りを低減することができる。
【００３６】
（５）前記補充トナー収容部にはトナー残量検知手段が設けられ、前記トナー残量検知手段によってトナー残量が所定量以下であることが検知されると、これを報知するための信号を出力する制御手段を設けたことを特徴とする。
【００３７】
この構成においては、たとえ回収トナー収容部にのみトナーが残留していても、補充トナー収容部のトナー残量が所定量以下であると、直ちにこれが報知されるため、ユーザーは、トナーを補給するタイミングを認識することができる。これにより、回収トナーのみによる画像形成を防止することができ、画質の低下を防ぐことができる。
【００３８】
（６）前記トナー残量検知手段によってトナー残量が所定量以下であることが検知されると、画像形成動作を一時停止させるための信号を出力する制御手段を設けたことを特徴とする。
【００３９】
この構成においては、たとえ回収トナー収容部にのみトナーが残留していても、補充トナー収容部のトナー残量が所定量以下であると、直ちに画像形成動作が停止されるため、ユーザーは、トナーを補給するタイミングを認識することができる。これにより、回収トナーのみによる画像形成を防止することができ、画質の低下を防ぐことができる。
【００４０】
（７）前記補充トナー収容部には、該補充トナー収容部にトナーを供給するためのトナーホッパーが着脱自在に設けられることを特徴とする。
【００４１】
この構成においては、トナーカートリッジの補充トナー収容部を画像形成装置の本体側に残したままで、トナーホッパーを着脱交換できるため、ユーザーにとって利便性が向上すると共に、カートリッジの構造も簡素化することができ、コストの低減化が可能となる。
【００４２】
（８）前記トナーホッパーは、その外側部分が回転することによってトナーを撹拌補給するように構成されることを特徴とする。
【００４３】
この構成においては、トナーホッパーの外側部分が回転することによって内部に収納されたトナーが撹拌されるため、内部に撹拌部材を設ける必要がなくなり、構成部品の少ない安価なカートリッジを提供することができる。
【００４４】
（９）像担持体上に形成された静電潜像を現像器によって現像するようにした画像形成装置において、請求項１ないし８のいずれかに記載のトナーカートリッジが前記現像器に着脱自在に装着可能であることを特徴とする。
【００４５】
この構成においては、画質を低下させることなく、回収トナーを再使用することができ、ランニングコストの低減化を図ることができる。また、トナーカートリッジが、現像器に対して着脱自在で略水平方向に装着可能であるため、画像形成装置に装着した場合に、トナーカートリッジが、露光装置から像担持体への露光の妨げになることなく、上下方向の省スペース化を図ることができる。
【００４６】
（１０）前記クリーニング装置の位置を、前記現像器の位置よりも上方に設定したことを特徴とする。
【００４７】
この構成においては、クリーニング装置によって回収した回収トナーを現像器に搬送する過程で重力を利用して容易に搬送できるため、回収トナーの搬送途中にパッキング等のトラブルが生じにくくなる。また、従来よりも回収トナーの搬送距離が短くなるため、ランニングコストの低減化を図ることができる。
【００４８】
（１１）現像器に対して着脱自在に装着可能なトナーカートリッジにおけるトナーリサイクル方法であって、
前記現像器に対して撹拌供給するトナー中の未使用トナーの割合を、前記現像器によって現像される像担持体の転写効率を基準とした所定の値に設定することを特徴とする。
【００４９】
この方法においては、トナー供給ローラに供給されるトナー中の未使用トナーの割合を転写効率（９０〜９５％）内の所定の値とし、トナー供給ローラに供給される回収トナーの割合を５〜１０％内の所定の値に規制することができる。
【００５０】
したがって、常に、一定の割合で回収トナーと未使用トナーが供給されるため、良好な画質を安定に維持することができる。すなわち、回収トナーの割合が増加して回収トナー収容部から補充トナー収容部へ回収トナーがオーバーフローし、未使用トナーと混合されることにより、トナー供給ローラへ供給される未使用トナーの割合が低下して、画質が低下するような問題がなくなる。
【００５１】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態に係るトナーカートリッジと画像形成装置について図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００５２】
《画像形成装置》
図６は、電子写真方式の画像形成装置の主要な構成を示す説明図で、画像形成部は、感光体ドラム（本発明の像担持体）２１、クリーナ（本発明のクリーニング装置）９、帯電チャージャ２、現像装置１４、トナー供給容器（本発明のトナーカートリッジ）８、転写部５、定着装置７を備えている。感光体ドラム２１の表面には感光体が設けられている。帯電チャージャ２は、感光体表面を一様に帯電させ、このように一様に帯電された状態で露光走査部３による露光を受けると、感光体ドラム２１の表面に静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置１４により現像され、当該感光体ドラム２１表面にトナー像が形成される。
【００５３】
現像装置１４は、現像ローラや攪拌装置を備えた現像器４と、当該現像器４に対してほぼ水平に着脱自在にセットされ、現像器４内に適宜トナーを補給するためのトナーカートリッジ８とからなる。このような構成により、トナーカートリッジ８が感光体ドラム２１への露光を妨げないようになり、メカニズムのコンパクト化も図られる。尚、現像装置１４の詳細な構成については後述する。
【００５４】
この感光体ドラム２１の回転動作と同期して転写紙（図示せず）が、給紙部６から給紙ローラ、タイミングローラ対によって感光体ドラム２１と接する転写位置５まで給紙される。この転写位置５において、電荷により感光体ドラム２１表面に形成されたトナー像を転写紙上に転写させる。転写紙に転写されたトナー像は、すぐに剥がれる不安定な状態であるので、定着装置７まで搬送される。定着装置７は、転写紙を高温で加圧し、トナーを転写紙上に定着させる。その後、排紙トレイ上に転写紙が排出される。
【００５５】
一方、転写紙に転写されずに感光体ドラム２１上に残ったトナーは、クリーナ９によって全て回収される。クリーナ９に回収されたトナーは、回収トナー搬送路１０を通って、トナーカートリッジ８内の回収トナー収容部９２（図７参照）に回収される。
【００５６】
《トナーカートリッジ》
図７は、現像器４と着脱自在なトナーカートリッジ８を備えた現像装置１４の構成を示す。この現像装置１４は、トナーとキャリアとを混合した現像剤を使用する乾式２成分磁気ブラシ現像方式により、感光体ドラム２１に形成された静電潜像を現像して可視像とする。
【００５７】
トナーカートリッジ８は、所定の高さの仕切り壁９０で仕切られた回収トナー収容部９２と補充トナー収納部９３から構成され、仕切り壁９０の上部で、両収容部９２，９３は連通している。尚、カートリッジ出荷の段階では、回収トナー収容部９２は空の状態で、未使用トナーを収納する補充トナー収納部９３にのみトナーが充填されている。
【００５８】
回収トナー搬送路１０を通じてクリーナ９から回収されたトナーは、導入口９１から回収トナー収容部９２に導入される。一方、未使用トナーの収容量が仕切り壁９０を超えると、該未使用トナーが回収トナー収容部９２に流入し、回収トナー収容部９２内で回収トナーと混合されて、トナー供給ローラ４７に供給されるようになっている。
【００５９】
トナーカートリッジ８の現像器４に接続される側には、トナー供給ローラ４７が現像器４の上部に臨む位置に設けられ、その支軸が、現像器４の幅方向に差し渡されてその両端部が筺体８ａの側縁部に回転自在に枢支されている。そのトナー供給ローラ４７に対して平行な状態で、一対の撹拌部材８２，８２′が筺体８ａ内に並設されている。
【００６０】
撹拌部材８２，８２′は、筺体８ａの側縁部に回転自在に枢支される支軸８３，８３′に、櫛形もしくは梯子状に形成された複数の撹拌羽根８４，８４′を付設して構成され、その撹拌羽根８４，８４′は、図７の例では、補充トナー収容部９３には４つ、回収トナー収容部９２には１つ配設されている。
【００６１】
そして、トナーカートリッジ８が現像器４に装着されると、後述するように、画像形成装置内に設けられている駆動源から駆動力の伝達を受けて、両撹拌部材８２，８２′がトナー供給ローラ４７と共に回転駆動され、補充トナー収容部９３内の未使用トナーと、回収トナー収容部９２内の回収トナーとを、撹拌しつつ、所定の割合（比率）でトナー供給ローラ４７に供給する。
【００６２】
上述の補充トナー収容部９３と回収トナー収容部９２におけるトナー供給ローラ４７に沿う方向の長さｎとｍは、トナー供給ローラ４７へのトナー供給量に略比例するため、その比率（割合）は、転写効率を基準とした所定の値（機種に応じた最適な値）に設定するのが好ましい。
【００６３】
本実施の形態では、トナー供給ローラ４７に対して撹拌供給されるトナー中に占める未使用トナーの割合を、像担持体２１における転写効率と略同一に設定している。すなわち、（ｎ／ｍ＋ｎ）×１００％＝ｒが転写効率と略等しくなるように、上記ｎとｍの値を設定している。
【００６４】
この転写効率は、感光体ドラム２１上に形成された静電潜像を現像るために使用されるトナーの重量に対して、用紙等に転写されるトナーの重量の比率を指し、通常、９０％〜９５％程度である。従って、上記ｒを９０％〜９５％に設定すると、トナー供給ローラ４７に供給されるトナー中の未使用トナーの割合が９０％〜９５％となるため、トナー供給ローラ４７に供給される回収トナーの割合が５％〜１０％に規制される。これにより、常に、充分な量の未使用トナーが供給されるため、良好な画質を維持することができる。また、回収トナーが、回収トナー収容部９２からオーバーフローして補充トナー収容部９３に流入することで、画質の低下を招来する等のトラブルを防ぐこともできる。
【００６５】
尚、より好ましくは、上記ｒが転写効率よりも若干大きくなるように、ｍとｎの値を設定すればよい。上記ｒが転写効率よりも小さくなる場合には、トナー供給ローラ４７から現像器４に供給される未使用トナーの割合が低下（回収トナーの割合が増加）して画質が低下すると共に、回収トナーが回収トナー収容部９２に滞留しやすくなり、オーバーフローする虞があるからである。
【００６６】
図８に示す例では、トナー供給ローラ４７と撹拌部材８２との間に、回収トナーと未使用トナーとを混合するためのトナー送りスクリュウ（本発明の撹拌搬送部材）８６を設けている。このような構成では、トナー送りスクリュウ８６で予め回収トナーと未使用トナーとを混合した後に、現像装置１４に供給することができ、回収トナーと未使用トナーの均一性が向上するため、画質の安定向上を図ることができる。
【００６７】
図９に示す例では、現像装置１４は、トナーを収容するトナーカートリッジ８と、トナーおよびキャリアからなる現像剤が充填された現像器４とを備えている。さらに、現像装置１４には、トナー濃度制御のために働くトナー濃度制御系６０を備えている。そして、現像器４内には、トナー濃度センサ４１、現像ローラ４４および攪拌ローラ４５が設けられている。
【００６８】
トナーカートリッジ８中に収納された未使用トナー及び回収トナーは、現像器４内のトナー濃度が所定値よりも小さくなった場合に現像器４に補給される。トナー補給ローラ４７は、トナーカートリッジ８内のトナーを現像器４に補給するために備えられている。撹拌ローラ４５は、現像器４内の現像剤（キャリアとトナー）を撹拌してトナーとキャリアを摩擦帯電させる。現像ローラ４４は、混合撹拌された現像剤を感光体ドラム２１に供給する。
【００６９】
この現像ローラ４４は、アルミニウム合金、黄銅、ＳＵＳ３０４ステンレス等の非磁性金属製の中空円筒状の現像スリーブ内に、磁界を発生させるための複数本の磁石体を固定したマグネットローラを内挿して構成されている。この現像ローラ４４は、現像スリーブのみを回転させながら、表面に現像剤を磁気的に吸着して感光体ドラム２１と接する現像部へ搬送・供給する。
【００７０】
撹拌ローラ４５および現像ローラ４４は、制御ＣＰＵ６１の指示を受けて、図示しない駆動装置により回転駆動される。トナー濃度制御系６０は、トナー濃度センサ（透磁率センサ）４１、基準電圧発生部６２、比較器６３、トナー補給ローラ駆動部６４、トナー補給モータ６５、トナー補給モータ６５、ＲＯＭ、ＲＡＭ、および制御ＣＰＵ６１で構成されている。
【００７１】
トナー濃度センサ４１は、現像装置１４の現像器４の下方に設置されており、現像器４の現像剤のトナー濃度を検知し、電圧（濃度検知電圧）として検出する。基準電圧発生部６２は濃度検知電圧と比較されるべき基準電圧を発生する。この基準電圧は、現像器４内の現像剤の基準濃度を表し、比較器６３は濃度検知電圧と基準電圧とを比較し、現像器４内のトナー濃度が低ければ、トナー補給ローラ駆動部６４に対して、駆動信号を出力する。
【００７２】
トナー補給ローラ駆動部６４は、駆動信号を受けている間、トナー補給ローラ４７の回転駆動源であるトナー補給モータ６５を駆動する。また、ＲＡＭは、読み取ったトナー濃度センサ４１の出力電圧などを一時記憶する。ＲＯＭには、トナー濃度制御等のプログラムが記憶されている。
【００７３】
次に、上記トナー濃度センサ４１について説明する。
【００７４】
この現像装置１４では、二成分系現像剤を用い、現像剤を撹拌して摩擦によってトナーを帯電させ、この帯電トナーを感光体ドラム２１上に形成された静電潜像に静電気的に付着させ可視像を形成している。この種の現像装置１４では、トナー濃度を測定するためのトナー濃度センサとして透磁率センサを使用するが、本現像装置１４においては差動トランス方式のトナー濃度センサを用いている。
【００７５】
図１０は、差動トランス方式のトナー濃度センサ４１の回路構成を示す。トナー濃度センサ４１は、一次コイル５１、基準コイル５２、検知コイル５３、交流電源５４、ねじコア５５、現像剤５６、位相比較回路５７、平滑回路５８および５個の入出力端子７４ａ、７４ｂ、７４ｃ、７４ｄ、７４ｅ、さらに５個の引き出し線７５ａ、７５ｂ、７５ｃ、７５ｄ、７５ｅにより構成されている。
【００７６】
このような構成では、差動トランスの一次コイル５１に交流電源５４が供給される。その二次側にはほぼ同じ巻き数で逆極性の２個のコイル５２，５３が直列に巻かれていて、その一方のコイルが基準コイル５２、もう一方のコイルが検知コイル５３となる。一次コイル５１と基準コイル５２の近くには高透磁率のねじコア５５が磁心として働くように挿入されており、ねじコア５５の位置を調整して一次コイル５１と基準コイル５２の間のインダクタンスを調整することができる。
【００７７】
一次コイル５１と検知コイル５３の近くに測定されるべき現像剤５６あるいは磁性体（キャリア）が流れる。すると、その現像剤５６あるいは磁性体（キャリア）が磁心として働いて一次コイル５１と検知コイル５３の間のインダクタンスを変化させる。このインダクタンスの大きさは、磁心として働いている現像剤５６あるいは磁性トナーの磁粉量によって決まるので、検知コイル５３の出力電圧によって磁粉量、即ちキャリア濃度を測定できる。
【００７８】
基準コイル５２と検知コイル５３はほぼ同じ巻き数で逆極性のものが直列に結ばれているので、両コイルの差が出力として取り出せる。一次コイル５１へ供給される交流電圧と二次側のコイルである基準コイル５２および検知コイル５３の出力とは位相比較回路５７で排他的論理和を取った上で、その出力信号を平滑回路５８で平滑化して直流電圧として取り出すことにより、トナー濃度を測定することができる。
【００７９】
図１１は、別のトナーカートリッジの構成を示す。この例では、撹拌部材８２の支軸８３を中心に、櫛形もしくは梯子状の撹拌羽根８４が時計方向に回転し、補給ローラ４７の回転によって現像部４にトナーが補給される。Ｓ２はトナーカートリッジ内のトナー残量を判定するための検知部（本発明のトナー残量検知手段）であり、前述した現像剤のトナー濃度測定部に用いられる透磁率センサと同等のセンサが用いられている。
【００８０】
撹拌羽根８４には、柔軟性のある高分子からなるシート８５が取り付けられ、そのシート８５の先端に被検知部材８８が設けられている。トナーカートリッジ８にトナーが多く存在するときには、被検知部材８８は撹拌羽根８４が回転することによって形成される細い略円筒状の空洞部に沿って回転する。ところが、トナーが減少すると被検知部材８８は重力の作用でセンサＳ２に近い軌跡を通るようになる。これにより、センサＳ２の出力値が変化する。この値をチェックすることにカートリッジ内の残存トナー量を確認することが出来る。
【００８１】
シート８５の長さは、少なくとも被検知部材８８がトナーカートリッジ８の筺体８ａの底部に摺接しうる動作が可能な程度に設定されることが好ましい。これよりも短いと残量検知が難しくなる。また、そのシート８５の長さは撹拌部材８２の支軸８３の中心からその直下の内壁に至る距離よりも短いことが好ましい。長すぎると、撹拌部材８２との干渉により、スムーズな動作が困難になることがある。
【００８２】
また、シート８５は、被検知部材８８が重力により揺動できる程度の柔軟性を具備していることが望ましい。その理由は、シート８５の柔軟性が低い場合には、トナーの抵抗は非常に小さいため、撹拌部材８２によりトナーが流動化したとき、シート８５の剛性によりトナー層内に潜り込んでしまう場合や、トナー層から離れて空中を回動する等の不具合が発生する虞があるからである。さらに、シート８５の材質は、ＰＥＴ等の高分子材料であることが望ましい。金属材の場合には、被検知部材８８との判別が難しくなり、誤検知の虞がある。
【００８３】
尚、残量に応じて被検知部材と、センサの距離が変化することにより残量を検知する方法であれば、いずれの方法も使用可能である。例えば、トナー上面にフロートを配置して、その上下位置を検知するような方法でもよく、その他、圧電センサ等によって内部のトナー量を検知する方法でもよい。
【００８４】
検知の結果、補充トナー収容部９３の内部にトナーがなくなった場合には、たとえ回収トナー収容部９２にトナーが残っていても、その検知信号を受けた制御手段（図示省略）からトナー残量が所定量以下であることを報知するための信号がブザー、ランプ等の報知手段に出力されると共に、画像形成動作を停止させる信号が画像形成部に出力される。
【００８５】
これにより、ユーザーは、トナーカートリッジ８が空のなったことを認識することができ、かつ、以後の画像形成動作が停止される。このような対応により、それ以後、回収トナーのみが現像装置１４に供給されて画質が低下するのを防止して、良好な画質を維持することができる。
【００８６】
図１２はさらに別の例を示し、この場合、回収トナー収容部９２と補充トナー収容部９３とを備えた中間ホッパー９５に対して着脱自在で、トナーの補給が可能なトナー補給部（本発明のトナーカートリッジ）９４を設けてもよい。そのトナー補給部９４は、円筒形状をなし、外側が回転することによってトナーを撹拌供給できるよう構成されるのが好ましい。尚、トナー補給部９４は、中間ホッパー９５の中央部に突設したカートリッジ受部９５ａに着脱自在に装着できるようになっている。
【００８７】
図示の例では、円筒体の内部には、円筒両端部のトナーを中央に集めるための、螺旋部が設けられている。従って、トナー補給部９４内部に新たな回転駆動される撹拌部材や、トナー補給部９４から中間ホッパー９５へトナーを供給するための供給部材を設ける必要がない。
【００８８】
このような構成により、交換するトナー補給部９４の構成部品が少なくて済むので、トナーカートリッジ８のコストをさらに低減することが出来る。トナー補給部９４から中間ホッパー９５ヘのトナーの補給は、前記したセンサＳ２で中間ホッパー９５内部のトナーが所定量よりも少なくなったことを検知した場合に、トナー補給部９４を所定時間回転して、トナー補給部９４から中間ホッパー９５ヘトナー補給をすればよい。
【００８９】
また、所定時間トナーを補給しても中間ホッパー９５のトナー量が回復しなかった場合には、トナー補給部９４内部のトナーが空になったことを検知して、図示しない表示装置等によって、ユーザに報知する。ユーザはこれを見てトナー補給部９４のみを中間ホッパー９５から取外して交換すればよい。
【００９０】
以上の各実施の形態では、２成分のトナー補給について述べたが、本発明は、１成分現像方式の現像剤の残量検知装置についても適用が可能である。また、画像形成装置については、図６に示す構成に限定されることなく、少なくとも、本発明のトナーカートリッジを着脱自在に装着可能な現像装置を具備していれば、その形式や構成の如何を問わず、本発明を適用することができる。
【００９１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明は、以下の効果を奏する。
【００９２】
（１）現像装置に対して、トナー供給ローラの軸方向に分割された補充トナー収容部と回収トナー収容部の割合に応じて、回収トナーと補充トナーが供給されるので、回収トナーの割合が増加して、画質が低下するような問題が発生しなくなる。また、特別な制御装置を必要としないため、トナーカートリッジのコストを低減できる。
【００９３】
また、補充トナー収容部と回収トナー収容部がトナー供給ローラの軸方向に臨むように筺体内に設けられているので、現像装置に対してトナー供給ローラの軸方向にトナーが満遍なく供給されるため、現像装置内での無理な撹拌が防止され現像剤の長寿命化を図ることができる。
【００９４】
さらに、トナーカートリッジが、現像装置に対して着脱自在で略水平方向に装着可能であるため、画像形成装置に装着した場合に、トナーカートリッジが、露光装置から像担持体への露光の妨げになることがなく、上下方向の省スペース化を図ることができる。
【００９５】
（２）仕切り壁によって分割される補充トナー収容部と、回収トナー収容部と、の比率が、転写効率を基準とした所定の値（機種等に応じて最適な値）に設定されるため、トナー供給ローラに供給されるトナー中の未使用トナーの割合が、９０〜９５％内の所定の値となり、トナー供給ローラに供給される回収トナーの割合が５〜１０％内の所定の値に規制される。
【００９６】
したがって、常に、一定の割合で回収トナーと未使用トナーが供給されるため、良好な画質を安定に維持することができ、回収トナーの割合が増加し、回収トナー収容部から補充トナー収容部へ回収トナーがオーバーフローして未使用トナーと混合されることにより、トナー供給ローラへ供給される未使用トナーの割合が低下して、画質が低下するような問題がなくなる。
【００９７】
（３）撹拌搬送部材により、導入口から導入した回収トナーをトナー供給ローラの中央部へ搬送し、該トナー供給ローラ近傍で未使用トナーと撹拌混合しつつ、現像装置に補給するので、現像装置に供給される前に予め回収トナーと未使用トナーが混合されるため、現像装置内での撹拌は従来に比べソフトな撹拌でよくなるため、現像剤の長寿命化を図ることができる。
【００９８】
しかも、トナー供給ローラの中央部で回収トナーと未使用トナーを撹拌して現像装置に供給するため、撹拌されたトナーがトナー供給ローラの両側方向に均等に分散されるため、トナー供給ローラの軸方向で画質の違いが生じるのを防止することが出来る。
【００９９】
（４）補充トナー収容部と回収トナー収容部とが仕切り壁の上部で連通するので、トナー供給ローラへ回収トナーが送られる前に、未使用トナーが回収トナーと混合することにより、回収トナーが希釈され、ほぐされ、現像装置へ補給されるトナーの回収トナーの偏りを低減することができる。
【０１００】
（５）補充トナー収容部にはトナー残量検知手段を設けているため、たとえ回収トナー収容部にのみトナーが残留していても、補充トナー収容部のトナー残量が所定量以下であると、直ちにこれが報知されるため、ユーザーによってトナーが補給される。これにより、回収トナーのみによる画像形成を防止することができ、画質の低下を防ぐことができる。
【０１０１】
（６）補充トナー収容部にはトナー残量検知手段を設けているため、たとえ回収トナー収容部にのみトナーが残留していても、補充トナー収容部のトナー残量が所定量以下であると、直ちに画像形成動作が停止されるため、ユーザーによってトナーが補給される。これにより、回収トナーのみによる画像形成を防止することができ、画質の低下を防ぐことができる。
【０１０２】
（７）補充トナー収容部には、該補充トナー収容部にトナーを供給するためのトナーホッパーを着脱自在に設けているので、補充トナー収容部を画像形成装置の本体側に残したままで、トナーホッパーを着脱交換できるため、ユーザーにとって利便性が向上すると共に、カートリッジの構造も簡素化することができ、コストの低減化が可能となる。
【０１０３】
（８）トナーホッパーの外側部分が回転することによって内部に収納されたトナーが撹拌されるため、内部に撹拌部材を設ける必要がなくなり、構成部品の少ない安価なカートリッジを提供することができる。
【０１０４】
（９）画質を低下させることなく、回収トナーを再使用することができ、ランニングコストの低減化を図ることができる。また、トナーカートリッジが、現像装置に対して着脱自在で略水平方向に装着可能であるため、画像形成装置に装着した場合に、トナーカートリッジが、露光装置から像担持体への露光の妨げになることなく、上下方向の省スペース化を図ることができるため、コンパクト化が可能となる。
【０１０５】
（１０）クリーニング装置の位置を、現像装置の位置よりも上方に設定したきで、クリーニング装置によって回収した回収トナーを現像装置に搬送する過程で、重力を利用して容易に搬送できるため、搬送に要するエネルギーが少なくなり、かつ、回収トナーの搬送途中にパッキング等のトラブルが生じにくくなる。また、従来よりも回収トナーの搬送距離が短くなるため、ランニングコストの低減化を図ることができる。
【０１０６】
（１１）このトナーリサイクル方法によれば、トナー供給ローラに供給されるトナー中の未使用トナーの割合を転写効率（９０〜９５％）内の所定の値とし、トナー供給ローラに供給される回収トナーの割合を５〜１０％内の所定の値に規制することができる。
【０１０７】
したがって、常に、一定の割合で回収トナーと未使用トナーが供給されるため、良好な画質を安定に維持することができる。すなわち、回収トナーの割合が増加して回収トナー収容部から補充トナー収容部へ回収トナーがオーバーフローし、未使用トナーと混合されることにより、トナー供給ローラへ供給される未使用トナーの割合が低下して、画質が低下するような問題がなくなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の回収トナーの搬送経路の一例を示す説明図である。
【図２】同別の例を示す説明図である。
【図３】同さらに別の例を示す説明図である。
【図４】同画像形成装置の構成の一例を示す説明図である。
【図５】同別の例を示す説明図である。
【図６】本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す説明図である。
【図７】同現像器に装着されたトナーカートリッジの全体構成図である。
【図８】同別の例の全体構成図である。
【図９】同さらに別の例の要部構成を示す説明図である。
【図１０】同トナー濃度センサの回路構成図である。
【図１１】同全体構成図である。
【図１２】同他の例の全体構成図である。
【符号の説明】
４−現像器
８−トナーカートリッジ
８ａ−筺体
９−クリーニング装置
２１−像担持体
４１−トナー残量検知手段
４７−トナー供給ローラ
８６−撹拌搬送部材
９０−仕切り壁
９１−導入口
９２−回収トナー収容部
９３−補充トナー収容部
９４−トナーホッパー[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a toner cartridge, an image forming apparatus, and a toner in which a toner remaining on a photoreceptor is cleaned after transferring an image, and is collected in a toner cartridge as a collected toner (recycled toner) for reuse. Recycling method.
[0002]
[Prior art]
For example, in an image forming apparatus using an electrophotographic system, most of the toner used for developing an electrostatic latent image formed on an electrostatic latent image carrier is generally transferred to a transfer sheet to transfer the image. It is consumed for forming, but partly remains on the electrostatic latent image carrier. Further, depending on environmental conditions and the like, for example, in a high-temperature and high-humidity environment, transfer efficiency is reduced, and more toner remains on the electrostatic latent image carrier.
[0003]
In addition, a small amount of toner that has adhered to the surface of the image carrier other than the electrostatic latent image and has not been transferred remains on the surface of the electrostatic latent image carrier. In addition, the toner image of the reference density pattern formed on the surface of the electrostatic latent image carrier for various image forming process conditions, for example, the process control for controlling the toner density, is similarly not transferred, and the electrostatic latent image is not transferred. It remains on the image carrier.
[0004]
Conventionally, in order to effectively reuse such residual toner, the residual toner is collected by a cleaning device and transported to a developing device (developing means), or the developing device performs a cleaning operation instead of the cleaning device. A method has been proposed in which toner remaining on an electrostatic latent image carrier without being transferred is reused in a developing device.
[0005]
In order to reuse the toner collected by such a cleaning device (hereinafter referred to as “collected toner”), for example, as shown in FIG. 1, the collected toner conveying device 107 is moved from the cleaning device 106 provided on the image carrier 100. A configuration in which the collected toner is circulated to the upper portion of the developing device 103 via a passage, or as shown in FIG. 2, a collected developer accommodating portion in the toner replenishing container 104 detachably mounted on the upper portion of the developing device 103 A configuration in which the collected toner is transported, supplied, and mixed (not shown) is also proposed (for example, see Patent Document 1). 1 and 2, reference numeral 101 denotes a charger, 102 denotes a laser beam reflecting image information, 103a denotes a toner supply roller, 103b denotes a stirring roller, 105 denotes a transfer device, and P denotes paper.
[0006]
By the way, as described above, the physical properties (characteristics) of the toner collected and reused are changed as compared with the unused toner. For example, in the collected toner, foreign matters other than the toner, such as paper powder, collected together from the image carrier 100 at the time of cleaning, agglomerated toner and the like are mixed, or the collected toner is an unused toner. Or smaller particle size compared to
[0007]
Furthermore, the toner is deteriorated through the image forming process many times and becomes difficult to be charged, the reversely charged toner is included, or the frictional charging ability is reduced due to a load such as a transfer charge. In addition, the fluidity of the recovered toner as a powder property may be reduced.
[0008]
Therefore, when the recovered toner and the unused toner are mixed and used, it is difficult to maintain the uniformity of the toner concentration and the stability of the toner charge amount. When the toner is replenished, a large amount of toner adheres to the background portion other than the image, causing background stains and granular stains, and toner scatter from the developing device 103.
[0009]
Further, the unused toner and the collected toner stored in the toner replenishing container 104 are mixed and stirred inside the toner replenishing container 104, and as the amount of the remaining toner decreases, the content of the collected toner in the container increases, and the toner content immediately before the toner end is increased. Content reaches 50% or more. For this reason, there is a problem that image quality is deteriorated due to an increase in background fog due to the collected toner.
[0010]
Further, for example, as shown in FIG. 3, a collected toner storage device 114 is provided above the developing device 103 separately from the toner replenishing container 104 for storing unused toner. An electrostatic recording apparatus has also been proposed in which the replenishment amount of the toner and the replenishment amount of the collected toner from the collected toner storage device 114 are controlled so as to be appropriately adjusted (for example, see Patent Document 2).
[0011]
According to such a configuration, it is possible to maintain a constant ratio between the amount of unused toner supplied into the developing device 4 and the amount of collected toner. However, for that purpose, a control device for controlling the supply amount of the collected toner according to the unused toner supply amount is newly required.
[0012]
Further, in the configuration shown in FIGS. 1 to 3, the cleaning position and the developing position are substantially horizontal and correspond to each other. Therefore, in order to recycle the toner, the collected toner is once carried to a position higher than the developing device. Need, and for that, more energy is needed. There is also a problem that the toner is packed and aggregated during the transport process.
[0013]
Therefore, the present applicant has proposed an image forming apparatus capable of stirring and replenishing the collected toner and the unused toner at a predetermined ratio without requiring a new control device (see Patent Document 3). Developing means of the image forming apparatus includes a collecting member and an unused developer which are respectively stirred by a stirring member in a casing which separately stores the collected developer and the unused developer. And a supply means for supplying to the central region of the stirring member corresponding to the above. According to such a configuration, the ratio between the collected toner and the unused toner can be kept constant without requiring a separate control device.
[0014]
In a conventional copier, for example, as shown in FIG. 4, a scanner unit 120 is disposed in an upper portion of a casing of the apparatus main body, and an image forming unit 130 is disposed in the casing. After the image is transferred to the recording paper by the image forming unit 130 based on the obtained image information and fixed, the recording paper is discharged to a discharge tray 140 provided outside the casing.
[0015]
In such a copying machine, the paper ejection tray 140 is attached so as to protrude from the side of the casing, so that the actual installation space of the copying machine requires a very large area. Therefore, in order to reduce the installation space, the paper ejection tray is supported by a support frame so as to form a space between the scanner unit and the image forming unit, and the paper ejection tray is arranged in the space, thereby reducing the installation space. There is disclosed a configuration for causing such a configuration (see, for example, Patent Document 4).
[0016]
[Patent Document 1]
JP-A-6-19312 ("0040" to "0045", FIG. 1)
[Patent Document 1]
JP-A-60-41079 (FIG. 1)
[Patent Document 3]
JP 2000-162858 A (“0068” to “0070”, FIG. 3)
[Patent Document 4]
Japanese Patent No. 2846435 (FIG. 1)
[0017]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the configuration described in Patent Document 3, although a new control device is not required, the agitated toner is supplied from the toner supply port to the developing device from only one central point (one point supply). It becomes. For this reason, the toner density in the central region of the developing device becomes abnormally high as compared with the others.
[0018]
For this reason, a new stirring mechanism is required in the developing device to uniformly stir the toner supplied at one point in the developing device so as to have the same density in the axial direction of the developing roller. Also, there is a problem that the developing device becomes large. Further, there is a problem that the life of the toner is shortened due to the excessive agitation as described above. Further, since the unused toner and the collected toner come from both sides to the supply port, there is a possibility that the toner is packed near the supply port and cannot be supplied.
[0019]
On the other hand, in a space-saving configuration like the copying machine described in Patent Document 4, for example, as shown in FIG. 5, the conveyance path 131 of the recording paper in the image forming unit 130 is in the vertical direction, and the cleaner 106 is It is arranged above the image carrier 100. In such a configuration, if the toner cartridge 104 is provided above the developing device 103 in order to make the device compact, exposure of the image carrier 100 from the exposure device 110 will be hindered.
[0020]
Therefore, as shown in the figure, it is preferable that the toner cartridge 104 is installed at a position substantially horizontal to the developing device 103. However, in the configuration described in Patent Document 3, since the toner cartridge 103 needs to be provided above the developing device 103, it cannot be applied to an image forming apparatus having a configuration as shown in FIG.
[0021]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of such circumstances, and has a simple configuration in which collected toner can be effectively used without deteriorating image quality, and can be attached substantially horizontally to a developing device. It is an object to provide a cartridge, an image forming apparatus, and a toner recycling method.
[0022]
[Means for Solving the Problems]
Means for Solving the Problems The present invention has the following configuration.
[0023]
(1) A housing for storing the toner, an inlet for introducing the collected toner collected from the cleaning device provided on the image carrier into the housing, and a housing for supplying the toner to the developing device. A toner supply roller provided, a replenishment toner storage portion provided in the housing for storing unused toner, and a collected toner provided in the housing for housing collected toner introduced from the inlet. And a housing unit,
The replenishment toner storage unit and the recovered toner storage unit are divided at a predetermined ratio in the axial direction of the toner supply roller by a partition wall.
[0024]
In this configuration, the collected toner and the replenished toner are supplied to the developing device in proportion to the ratio (ratio) of the replenished toner containing portion and the collected toner containing portion divided in the axial direction of the toner supply roller. Since the toner is supplied, the ratio of the collected toner is increased, and the problem that the image quality is deteriorated does not occur. Further, since no special control device is required, the cost of the toner cartridge can be reduced.
[0025]
Further, since the replenishment toner storage section and the collection toner storage section are provided in the housing so as to face the axial direction of the toner supply roller, the toner is uniformly supplied to the developing device in the axial direction of the toner supply roller. In addition, excessive stirring in the developing device is prevented, and the life of the developer can be extended.
[0026]
Further, since the toner cartridge can be mounted in a substantially horizontal direction with respect to the developing device, when the toner cartridge is mounted on the image forming apparatus, the toner cartridge may hinder exposure of the image carrier from the exposure device. In addition, space saving in the vertical direction can be achieved.
[0027]
(2) The ratio between the replenishment toner storage section and the collected toner storage section divided by the partition wall is set to a predetermined value based on the transfer efficiency of the image carrier.
[0028]
The transfer efficiency is a ratio (ratio) of the weight of the toner transferred to paper or the like to the weight of the toner used for developing the electrostatic latent image formed on the image carrier. It is usually about 90 to 95%.
[0029]
In this configuration, the ratio between the replenishment toner storage unit and the collected toner storage unit divided by the partition wall is set to a predetermined value (optimal value according to the model or the like) based on the transfer efficiency. . Therefore, the ratio of the unused toner in the toner supplied to the toner supply roller is a predetermined value within 90 to 95%, and the ratio of the collected toner supplied to the toner supply roller is within 5 to 10%. It is regulated to a predetermined value.
[0030]
Therefore, the recovered toner and the unused toner are always supplied at a constant rate, so that good image quality can be stably maintained. That is, the ratio of the collected toner overflows from the collected toner storage unit to the replenishment toner storage unit, and is mixed with the unused toner, so that the ratio of the unused toner supplied to the toner supply roller decreases. As a result, the problem that the image quality deteriorates is eliminated.
[0031]
(3) A stirring and conveying member for conveying the collected toner introduced from the introduction port to the center of the toner supply roller and stirring and mixing with the unused toner near the toner supply roller is provided.
[0032]
In this configuration, the collected toner and the unused toner are mixed in advance by the stirring and conveying member before the toner is supplied to the developing device. Life can be extended.
[0033]
In addition, since the collected toner and the unused toner are agitated and supplied to the developing device at the central portion of the toner supply roller, the agitated toner is evenly dispersed in both sides of the toner supply roller, and the toner in the axial direction of the toner supply roller. It is possible to prevent a difference in image quality from occurring.
[0034]
(4) The replenishment toner storage section and the recovered toner storage section communicate with each other at an upper portion of the partition wall.
[0035]
In this configuration, when the amount of unused toner exceeds the partition wall, the unused toner flows into the collected toner storage unit, and is mixed with the collected toner before the collected toner is sent to the toner supply roller. The collected toner is diluted and loosened, and the bias of the collected toner of the toner supplied to the developing device can be reduced.
[0036]
(5) The replenishment toner accommodating section is provided with a toner remaining amount detecting means, and when the toner remaining amount detecting means detects that the toner remaining amount is equal to or less than a predetermined amount, a signal for notifying this is sent. A control means for outputting is provided.
[0037]
In this configuration, even if toner remains only in the collected toner storage unit, if the remaining amount of toner in the replenishment toner storage unit is equal to or less than a predetermined amount, this is immediately notified, and the user can supply toner. Timing can be recognized. As a result, it is possible to prevent an image from being formed only by the collected toner, and to prevent a decrease in image quality.
[0038]
(6) A control means for outputting a signal for temporarily stopping the image forming operation when the remaining toner amount is detected by the toner remaining amount detecting means to be less than a predetermined amount is provided.
[0039]
In this configuration, even if toner remains only in the collected toner storage section, if the remaining amount of toner in the replenishment toner storage section is equal to or less than a predetermined amount, the image forming operation is immediately stopped. Can be recognized at the timing of replenishment. As a result, it is possible to prevent an image from being formed only by the collected toner, and to prevent a decrease in image quality.
[0040]
(7) The replenishment toner container is provided with a detachable toner hopper for supplying toner to the replenishment toner container.
[0041]
In this configuration, the toner hopper can be attached and detached and replaced while the replenishment toner storage portion of the toner cartridge remains on the main body side of the image forming apparatus, so that the convenience for the user is improved and the structure of the cartridge can be simplified. The cost can be reduced.
[0042]
(8) The toner hopper is characterized in that the toner hopper is configured to agitate and replenish the toner by rotating an outer portion thereof.
[0043]
In this configuration, since the toner contained inside is stirred by the rotation of the outer portion of the toner hopper, it is not necessary to provide a stirring member inside, and an inexpensive cartridge with few components can be provided. .
[0044]
(9) In an image forming apparatus in which an electrostatic latent image formed on an image carrier is developed by a developing device, the toner cartridge according to any one of claims 1 to 8 is detachably attached to the developing device. It can be mounted.
[0045]
In this configuration, the collected toner can be reused without deteriorating the image quality, and the running cost can be reduced. In addition, since the toner cartridge is detachably attachable to the developing device and can be mounted in a substantially horizontal direction, when the toner cartridge is mounted on the image forming apparatus, the toner cartridge hinders exposure of the image carrier from the exposure apparatus. Without this, space saving in the vertical direction can be achieved.
[0046]
(10) The position of the cleaning device is set higher than the position of the developing device.
[0047]
In this configuration, since the collected toner collected by the cleaning device can be easily conveyed by using gravity in the process of being conveyed to the developing device, troubles such as packing during conveyance of the collected toner hardly occur. Further, since the transport distance of the collected toner is shorter than in the related art, the running cost can be reduced.
[0048]
(11) A toner recycling method for a toner cartridge removably attachable to a developing device,
The ratio of unused toner in the toner to be agitated and supplied to the developing device is set to a predetermined value based on the transfer efficiency of the image carrier developed by the developing device.
[0049]
In this method, the ratio of unused toner in the toner supplied to the toner supply roller is set to a predetermined value within the transfer efficiency (90 to 95%), and the ratio of the collected toner supplied to the toner supply roller is 5 to 5. It can be restricted to a predetermined value within 10%.
[0050]
Therefore, since the recovered toner and the unused toner are always supplied at a constant ratio, good image quality can be stably maintained. That is, the ratio of the collected toner overflows from the collected toner storage unit to the replenishment toner storage unit, and is mixed with the unused toner, so that the ratio of the unused toner supplied to the toner supply roller decreases. As a result, the problem that the image quality deteriorates is eliminated.
[0051]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a toner cartridge and an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0052]
《Image forming device》
FIG. 6 is an explanatory diagram showing a main configuration of an electrophotographic image forming apparatus. The image forming unit includes a photosensitive drum (image carrier of the present invention) 21, a cleaner (cleaning device of the present invention) 9, and a charging device. It includes a charger 2, a developing device 14, a toner supply container (toner cartridge of the present invention) 8, a transfer unit 5, and a fixing device 7. A photoconductor is provided on the surface of the photoconductor drum 21. The charging charger 2 uniformly charges the surface of the photoconductor, and when exposed to light by the exposure scanning unit 3 in such a uniformly charged state, an electrostatic latent image is formed on the surface of the photoconductor drum 21. You. This electrostatic latent image is developed by the developing device 14, and a toner image is formed on the surface of the photosensitive drum 21.
[0053]
The developing device 14 includes a developing device 4 having a developing roller and a stirring device, and a toner cartridge 8 that is set to be detachable substantially horizontally with respect to the developing device 4 and that replenishes the developing device 4 with toner. Consists of With such a configuration, the toner cartridge 8 does not hinder exposure to the photosensitive drum 21, and the mechanism can be made compact. The detailed configuration of the developing device 14 will be described later.
[0054]
Transfer paper (not shown) is fed from a paper feed unit 6 to a transfer position 5 where it comes into contact with the photosensitive drum 21 by a pair of a paper feed roller and a timing roller in synchronization with the rotation operation of the photosensitive drum 21. At the transfer position 5, the toner image formed on the surface of the photosensitive drum 21 by the electric charge is transferred onto the transfer paper. Since the toner image transferred to the transfer paper is in an unstable state where it is immediately peeled off, it is conveyed to the fixing device 7. The fixing device 7 presses the transfer paper at a high temperature to fix the toner on the transfer paper. Thereafter, the transfer paper is discharged onto the paper discharge tray.
[0055]
On the other hand, all the toner remaining on the photosensitive drum 21 without being transferred to the transfer paper is collected by the cleaner 9. The toner collected by the cleaner 9 passes through the collected toner conveying path 10 and is collected by the collected toner storage 92 (see FIG. 7) in the toner cartridge 8.
[0056]
《Toner cartridge》
FIG. 7 shows a configuration of a developing device 14 including a developing unit 4 and a detachable toner cartridge 8. The developing device 14 develops the electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 21 into a visible image by a dry two-component magnetic brush developing method using a developer in which a toner and a carrier are mixed.
[0057]
The toner cartridge 8 includes a collection toner storage portion 92 and a replenishment toner storage portion 93 partitioned by a partition wall 90 having a predetermined height. The two storage portions 92 and 93 communicate with each other at an upper portion of the partition wall 90. . At the stage of shipping the cartridge, the collected toner storage unit 92 is empty, and only the replenishment toner storage unit 93 for storing unused toner is filled with toner.
[0058]
The toner collected from the cleaner 9 through the collected toner conveying path 10 is introduced into the collected toner container 92 from the introduction port 91. On the other hand, when the amount of unused toner exceeds the partition wall 90, the unused toner flows into the collected toner storage unit 92, is mixed with the collected toner in the collected toner storage unit 92, and is supplied to the toner supply roller 47. It is supposed to be.
[0059]
On the side of the toner cartridge 8 connected to the developing device 4, a toner supply roller 47 is provided at a position facing the upper portion of the developing device 4. The portion is rotatably supported by the side edge of the housing 8a. A pair of agitating members 82 and 82 'are arranged in the housing 8a in parallel with the toner supply roller 47.
[0060]
The stirring members 82, 82 ′ are formed by attaching a plurality of comb-shaped or ladder-shaped stirring blades 84, 84 ′ to support shafts 83, 83 ′ rotatably supported on side edges of the housing 8 a. In the example of FIG. 7, four stirring blades 84 and 84 ′ are provided in the replenishment toner storage unit 93 and one in the collection toner storage unit 92.
[0061]
When the toner cartridge 8 is mounted on the developing device 4, the agitating members 82 and 82 'receive the driving force from a driving source provided in the image forming apparatus and supply the toner. The toner is rotated and driven together with the roller 47, and supplies the unused toner in the replenishment toner storage unit 93 and the collected toner in the collected toner storage unit 92 to the toner supply roller 47 at a predetermined ratio (ratio) while stirring.
[0062]
The lengths n and m of the above-described replenishment toner storage unit 93 and the collection toner storage unit 92 in the direction along the toner supply roller 47 are substantially proportional to the amount of toner supplied to the toner supply roller 47. It is preferable to set a predetermined value based on the transfer efficiency (optimal value according to the model).
[0063]
In this embodiment, the ratio of the unused toner in the toner agitated and supplied to the toner supply roller 47 is set to be substantially the same as the transfer efficiency of the image carrier 21. That is, the values of n and m are set so that (n / m + n) × 100% = r is substantially equal to the transfer efficiency.
[0064]
This transfer efficiency refers to the ratio of the weight of the toner transferred to paper or the like to the weight of the toner used to develop the electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 21. % To about 95%. Therefore, if the above-mentioned r is set to 90% to 95%, the ratio of the unused toner in the toner supplied to the toner supply roller 47 becomes 90% to 95%. Is regulated to 5% to 10%. As a result, a sufficient amount of unused toner is always supplied, so that good image quality can be maintained. In addition, it is possible to prevent troubles such as deterioration of image quality caused by the collected toner overflowing from the collected toner storage unit 92 and flowing into the replenishment toner storage unit 93.
[0065]
It is more preferable that the values of m and n are set so that the above-mentioned r is slightly larger than the transfer efficiency. When the above-mentioned r becomes smaller than the transfer efficiency, the ratio of the unused toner supplied from the toner supply roller 47 to the developing device 4 decreases (the ratio of the collected toner increases), and the image quality decreases. Is more likely to stay in the collected toner accommodating portion 92 and may overflow.
[0066]
In the example shown in FIG. 8, between the toner supply roller 47 and the stirring member 82, a toner feeding screw (stirring and conveying member of the present invention) 86 for mixing the collected toner and the unused toner is provided. In such a configuration, after the collected toner and the unused toner are mixed in advance by the toner feeding screw 86, the toner can be supplied to the developing device 14, and the uniformity of the collected toner and the unused toner is improved. Stability can be improved.
[0067]
In the example shown in FIG. 9, the developing device 14 includes a toner cartridge 8 containing toner and a developing device 4 filled with a developer composed of toner and carrier. Further, the developing device 14 is provided with a toner density control system 60 that works for toner density control. In the developing device 4, a toner density sensor 41, a developing roller 44, and a stirring roller 45 are provided.
[0068]
Unused toner and collected toner stored in the toner cartridge 8 are supplied to the developing device 4 when the toner concentration in the developing device 4 becomes lower than a predetermined value. The toner supply roller 47 is provided to supply the toner in the toner cartridge 8 to the developing device 4. The stirring roller 45 stirs the developer (carrier and toner) in the developing device 4 to frictionally charge the toner and carrier. The developing roller 44 supplies the mixed and stirred developer to the photosensitive drum 21.
[0069]
The developing roller 44 is configured by inserting a magnet roller in which a plurality of magnets for generating a magnetic field are fixed in a hollow cylindrical developing sleeve made of a nonmagnetic metal such as aluminum alloy, brass, and SUS304 stainless steel. Have been. The developing roller 44 magnetically adsorbs the developer on the surface while rotating only the developing sleeve, and conveys and supplies the developing agent to the developing unit in contact with the photosensitive drum 21.
[0070]
The stirring roller 45 and the developing roller 44 are driven to rotate by a driving device (not shown) in response to an instruction from the control CPU 61. The toner density control system 60 includes a toner density sensor (magnetic permeability sensor) 41, a reference voltage generator 62, a comparator 63, a toner supply roller driving unit 64, a toner supply motor 65, a toner supply motor 65, a ROM, a RAM, and a control unit. It is composed of a CPU 61.
[0071]
The toner concentration sensor 41 is provided below the developing device 4 of the developing device 14 and detects the toner concentration of the developer in the developing device 4 and detects the voltage as a voltage (density detection voltage). The reference voltage generator 62 generates a reference voltage to be compared with the density detection voltage. The reference voltage indicates the reference density of the developer in the developing device 4. The comparator 63 compares the density detection voltage with the reference voltage. If the toner density in the developing device 4 is low, the toner replenishing roller driving unit 64 , A drive signal is output.
[0072]
While receiving the drive signal, the toner supply roller driving unit 64 drives the toner supply motor 65, which is the rotation drive source of the toner supply roller 47. Further, the RAM temporarily stores the read output voltage of the toner density sensor 41 and the like. The ROM stores programs such as toner density control.
[0073]
Next, the toner density sensor 41 will be described.
[0074]
The developing device 14 uses a two-component developer, stirs the developer, charges the toner by friction, and causes the charged toner to electrostatically adhere to the electrostatic latent image formed on the photosensitive drum 21. A visible image is formed. In this type of developing device 14, a magnetic permeability sensor is used as a toner density sensor for measuring the toner density. In this developing device 14, a differential transformer type toner density sensor is used.
[0075]
FIG. 10 shows a circuit configuration of the toner density sensor 41 of the differential transformer type. The toner density sensor 41 includes a primary coil 51, a reference coil 52, a detection coil 53, an AC power supply 54, a screw core 55, a developer 56, a phase comparison circuit 57, a smoothing circuit 58, and five input / output terminals 74a, 74b, and 74c. , 74d, 74e, and five outgoing lines 75a, 75b, 75c, 75d, 75e.
[0076]
In such a configuration, the AC power supply 54 is supplied to the primary coil 51 of the differential transformer. Two coils 52 and 53 having substantially the same number of turns and opposite polarities are wound in series on the secondary side, one of which serves as a reference coil 52 and the other serves as a detection coil 53. A screw core 55 having a high magnetic permeability is inserted near the primary coil 51 and the reference coil 52 so as to function as a magnetic core. The position of the screw core 55 is adjusted to reduce the inductance between the primary coil 51 and the reference coil 52. Can be adjusted.
[0077]
A developer 56 or a magnetic substance (carrier) to be measured flows near the primary coil 51 and the detection coil 53. Then, the developer 56 or the magnetic material (carrier) acts as a magnetic core, and changes the inductance between the primary coil 51 and the detection coil 53. Since the magnitude of the inductance is determined by the amount of magnetic powder of the developer 56 or the magnetic toner acting as a magnetic core, the amount of magnetic powder, that is, the carrier concentration can be measured by the output voltage of the detection coil 53.
[0078]
Since the reference coil 52 and the detection coil 53 are connected in series with substantially the same number of turns and opposite polarities, the difference between the two coils can be taken out as an output. An exclusive OR of the AC voltage supplied to the primary coil 51 and the outputs of the reference coil 52 and the detection coil 53, which are secondary-side coils, is obtained by a phase comparison circuit 57, and the output signal is then converted to a smoothing circuit 58. Then, the toner density can be measured by taking out as a DC voltage.
[0079]
FIG. 11 shows the configuration of another toner cartridge. In this example, the comb-shaped or ladder-shaped stirring blade 84 rotates clockwise around the support shaft 83 of the stirring member 82, and toner is supplied to the developing unit 4 by the rotation of the supply roller 47. S2 is a detecting unit (toner remaining amount detecting means of the present invention) for determining the remaining amount of toner in the toner cartridge, and a sensor equivalent to the magnetic permeability sensor used in the developer toner concentration measuring unit described above is used. Has been.
[0080]
A sheet 85 made of a flexible polymer is attached to the stirring blade 84, and a detection member 88 is provided at the tip of the sheet 85. When a large amount of toner is present in the toner cartridge 8, the detection member 88 rotates along a thin, substantially cylindrical cavity formed by the rotation of the stirring blade 84. However, when the amount of toner decreases, the detected member 88 follows a locus close to the sensor S2 due to the action of gravity. Thus, the output value of the sensor S2 changes. By checking this value, the amount of toner remaining in the cartridge can be confirmed.
[0081]
It is preferable that the length of the sheet 85 is set to such an extent that at least the detected member 88 can be slid on the bottom of the housing 8 a of the toner cartridge 8. If it is shorter than this, it becomes difficult to detect the remaining amount. Further, it is preferable that the length of the sheet 85 is shorter than the distance from the center of the support shaft 83 of the stirring member 82 to the inner wall immediately below the center. If it is too long, smooth operation may be difficult due to interference with the stirring member 82.
[0082]
Further, it is desirable that the sheet 85 has such flexibility that the detected member 88 can swing by gravity. The reason is that when the flexibility of the sheet 85 is low, the resistance of the toner is very small, and when the toner is fluidized by the agitating member 82, the toner may enter the toner layer due to the rigidity of the sheet 85, This is because there is a possibility that troubles such as turning in the air away from the toner layer may occur. Further, the material of the sheet 85 is desirably a polymer material such as PET. In the case of a metal material, it is difficult to discriminate from the detected member 88, and there is a risk of erroneous detection.
[0083]
Note that any method can be used as long as the method detects the remaining amount by changing the distance between the member to be detected and the sensor according to the remaining amount. For example, a method of arranging a float on the upper surface of the toner and detecting its vertical position may be used, or a method of detecting the amount of toner inside using a piezoelectric sensor or the like.
[0084]
As a result of the detection, when the toner is exhausted inside the replenishment toner storage unit 93, even if the toner remains in the recovered toner storage unit 92, the control unit (not shown) that has received the detection signal indicates that the toner remaining amount is low. Is output to a notification unit such as a buzzer or a lamp, and a signal for stopping the image forming operation is output to the image forming unit.
[0085]
Thus, the user can recognize that the toner cartridge 8 is empty, and the subsequent image forming operation is stopped. With such a measure, it is possible to prevent the image quality from being deteriorated by supplying only the collected toner to the developing device 14 thereafter, and to maintain the good image quality.
[0086]
FIG. 12 shows still another example. In this case, a toner replenishing unit (represented by the present invention) which is detachable from an intermediate hopper 95 having a collected toner storing unit 92 and a replenishing toner storing unit 93 and is capable of replenishing toner. May be provided. It is preferable that the toner replenishing section 94 has a cylindrical shape and is configured to be able to agitate and supply the toner by rotating the outside. The toner replenishing section 94 can be detachably mounted on a cartridge receiving section 95 a protruding from the center of the intermediate hopper 95.
[0087]
In the illustrated example, a spiral portion is provided inside the cylindrical body for collecting the toner at both ends of the cylinder at the center. Therefore, there is no need to provide a new rotationally driven stirring member inside the toner supply unit 94 or a supply member for supplying toner from the toner supply unit 94 to the intermediate hopper 95.
[0088]
With such a configuration, the number of components of the toner replenishing unit 94 to be replaced can be reduced, so that the cost of the toner cartridge 8 can be further reduced. To supply toner from the toner replenishing unit 94 to the intermediate hopper 95, the toner replenishing unit 94 is rotated for a predetermined time when the sensor S2 detects that the amount of toner inside the intermediate hopper 95 is smaller than a predetermined amount. Then, toner may be supplied from the toner supply unit 94 to the intermediate hopper 95.
[0089]
If the toner amount in the intermediate hopper 95 does not recover even after the toner is replenished for a predetermined time, it is detected that the toner inside the toner replenishing unit 94 is empty, and a display device or the like (not shown) Notify the user. The user sees this and removes only the toner supply unit 94 from the intermediate hopper 95 and replaces it.
[0090]
In each of the above embodiments, two-component toner replenishment has been described. However, the present invention is also applicable to a one-component developing type remaining amount detection device for a developer. Further, the image forming apparatus is not limited to the configuration shown in FIG. 6, and may have any form and configuration as long as it has a developing device to which the toner cartridge of the present invention can be detachably mounted. Regardless, the present invention can be applied.
[0091]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, the present invention has the following effects.
[0092]
(1) Since the recovered toner and the replenishment toner are supplied to the developing device in accordance with the ratio of the replenishment toner storage portion and the recovered toner storage portion divided in the axial direction of the toner supply roller, the ratio of the recovered toner is reduced. As a result, the problem that the image quality is reduced does not occur. Further, since no special control device is required, the cost of the toner cartridge can be reduced.
[0093]
Further, since the replenishment toner storage unit and the collection toner storage unit are provided in the housing so as to face the axial direction of the toner supply roller, the toner is uniformly supplied to the developing device in the axial direction of the toner supply roller. In addition, excessive stirring in the developing device is prevented, and the life of the developer can be extended.
[0094]
Further, since the toner cartridge is detachably attachable to the developing device and can be attached in a substantially horizontal direction, when the toner cartridge is attached to the image forming apparatus, the toner cartridge hinders exposure from the exposure device to the image carrier. Therefore, space saving in the vertical direction can be achieved.
[0095]
(2) Since the ratio between the replenishment toner storage unit and the collected toner storage unit divided by the partition wall is set to a predetermined value based on the transfer efficiency (optimal value according to the model or the like), The ratio of the unused toner in the toner supplied to the toner supply roller becomes a predetermined value within 90 to 95%, and the ratio of the collected toner supplied to the toner supply roller becomes a predetermined value within 5 to 10%. Be regulated.
[0096]
Therefore, the recovered toner and the unused toner are always supplied at a fixed ratio, so that good image quality can be stably maintained, the ratio of the recovered toner increases, and the recovered toner storage portion is replenished from the replenishment toner storage portion. When the collected toner overflows and is mixed with the unused toner, the ratio of the unused toner supplied to the toner supply roller is reduced, and the problem that the image quality is deteriorated is eliminated.
[0097]
(3) The collected toner introduced from the introduction port is conveyed to the center of the toner supply roller by the stirring conveyance member, and is supplied to the developing device while being stirred and mixed with the unused toner near the toner supply roller. Since the collected toner and the unused toner are mixed in advance before being supplied to the developing device, the stirring in the developing device can be performed with softer stirring than in the related art, so that the life of the developer can be extended.
[0098]
In addition, since the collected toner and the unused toner are agitated and supplied to the developing device at the center of the toner supply roller, the agitated toner is evenly distributed in both sides of the toner supply roller. It is possible to prevent a difference in image quality between directions.
[0099]
(4) Since the replenishment toner storage section and the collection toner storage section communicate with each other at the upper part of the partition wall, before the collection toner is sent to the toner supply roller, the unused toner is mixed with the collection toner, so that the collection toner is removed. It is possible to reduce the unevenness of the collected toner that is diluted, loosened, and supplied to the developing device.
[0100]
(5) Since the replenishment toner storage unit is provided with the toner remaining amount detection means, even if the toner remains only in the collected toner storage unit, the remaining toner amount in the replenishment toner storage unit is not more than a predetermined amount. Since this is immediately notified, toner is supplied by the user. As a result, it is possible to prevent an image from being formed only by the collected toner, and to prevent a decrease in image quality.
[0101]
(6) Since the toner remaining amount detecting means is provided in the replenishment toner storage unit, even if the toner remains only in the collected toner storage unit, the remaining toner amount in the replenishment toner storage unit is equal to or less than a predetermined amount. Since the image forming operation is immediately stopped, toner is supplied by the user. As a result, it is possible to prevent an image from being formed only by the collected toner, and to prevent a decrease in image quality.
[0102]
(7) Since the toner hopper for supplying the toner to the replenishment toner storage unit is detachably provided in the replenishment toner storage unit, the replenishment toner storage unit is left on the main body side of the image forming apparatus. Since the hopper can be detached and replaced, the convenience for the user is improved, the structure of the cartridge can be simplified, and the cost can be reduced.
[0103]
(8) Since the toner contained inside is stirred by the rotation of the outer part of the toner hopper, there is no need to provide a stirring member inside, and an inexpensive cartridge with few components can be provided.
[0104]
(9) The collected toner can be reused without deteriorating the image quality, and the running cost can be reduced. Further, since the toner cartridge is detachably attachable to the developing device and can be attached in a substantially horizontal direction, when the toner cartridge is attached to the image forming apparatus, the toner cartridge hinders exposure from the exposure device to the image carrier. Since the space can be saved in the vertical direction without any need, the device can be made compact.
[0105]
(10) Since the position of the cleaning device is set to be higher than the position of the developing device, and in the process of transporting the collected toner collected by the cleaning device to the developing device, the toner can be easily transported by using gravity. And the troubles such as packing during transportation of the collected toner are less likely to occur. Further, since the transport distance of the collected toner is shorter than in the related art, the running cost can be reduced.
[0106]
(11) According to this toner recycling method, the ratio of unused toner in the toner supplied to the toner supply roller is set to a predetermined value within the transfer efficiency (90 to 95%), and the recovery supplied to the toner supply roller The ratio of the toner can be regulated to a predetermined value within 5 to 10%.
[0107]
Therefore, since the recovered toner and the unused toner are always supplied at a constant ratio, good image quality can be stably maintained. That is, the ratio of the collected toner overflows from the collected toner storage unit to the replenishment toner storage unit, and is mixed with the unused toner, so that the ratio of the unused toner supplied to the toner supply roller decreases. As a result, the problem that the image quality deteriorates is eliminated.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an example of a conventional collected toner transport path.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing another example.
FIG. 3 is an explanatory view showing still another example.
FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating an example of a configuration of the image forming apparatus.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing another example.
FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating a configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is an overall configuration diagram of a toner cartridge mounted on the developing device.
FIG. 8 is an overall configuration diagram of another example.
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a main configuration of still another example.
FIG. 10 is a circuit configuration diagram of the toner density sensor.
FIG. 11 is an overall configuration diagram of the same.
FIG. 12 is an overall configuration diagram of another example.
[Explanation of symbols]
4-Developer
8-toner cartridge
8a-housing
9-Cleaning device
21-Image carrier
41-toner remaining amount detecting means
47-toner supply roller
86-stirring conveying member
90-partition wall
91-Inlet
92-Recovered toner storage section
93-Replenishment toner storage section
94-toner hopper

Claims

A housing for storing the toner,
An introduction port for introducing the collected toner collected from the cleaning device provided on the image carrier into the housing;
A toner supply roller provided in the housing to supply toner to the developing device;
A replenishment toner storage unit provided in the housing to store unused toner;
A collecting toner storage unit provided in the housing to store the collected toner introduced from the introduction port,
The toner cartridge according to claim 1, wherein the replenishment toner storage unit and the recovered toner storage unit are divided at a predetermined ratio in an axial direction of the toner supply roller by a partition wall.

2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein a ratio between the replenishment toner storage unit and the collected toner storage unit divided by the partition wall is set to a predetermined value based on a transfer efficiency of the image carrier. The toner cartridge as described in the above.

2. The stirring and conveying member according to claim 1, further comprising a stirring and conveying member that conveys the collected toner introduced from the introduction port to a central portion of the toner supply roller and stirs and mixes with the unused toner near the toner supply roller. Toner cartridge.

The toner cartridge according to claim 1, wherein the replenishment toner storage unit and the collected toner storage unit communicate with each other at an upper part of the partition wall.

The replenishment toner storage unit is provided with a toner remaining amount detecting unit. When the toner remaining amount detecting unit detects that the toner remaining amount is equal to or less than a predetermined amount, a control for outputting a signal for notifying the detection is performed. 2. The toner cartridge according to claim 1, further comprising means.

6. The image forming apparatus according to claim 5, further comprising a control unit that outputs a signal for temporarily stopping an image forming operation when the remaining toner amount is detected by the toner remaining amount detecting unit to be equal to or less than a predetermined amount. The toner cartridge as described in the above.

2. The toner cartridge according to claim 1, wherein a toner hopper for supplying toner to the replenishment toner storage unit is detachably provided in the replenishment toner storage unit. 3.

The toner hopper according to claim 7, wherein the toner hopper is configured to agitate and supply the toner by rotating an outer portion thereof.

9. An image forming apparatus wherein an electrostatic latent image formed on an image carrier is developed by a developing device, wherein the toner cartridge according to claim 1 is detachably mountable to said developing device. An image forming apparatus, comprising:

The image forming apparatus according to claim 9, wherein a position of the cleaning device is set higher than a position of the developing device.

A toner recycling method for a toner cartridge detachably attachable to a developing device,
A toner recycling method comprising: setting a ratio of unused toner in toner agitated and supplied to the developing device to a predetermined value based on a transfer efficiency of an image carrier developed by the developing device. .